换命令同步地进行，则由于双向开关54的工作方式，低压子电网21的正极 52将在转换阶段期间与所接通的两个电池组单元41-l、41-n的较高电势连接并且负极51 将与所接通的两个电池组单元41-l、41-n的较低电势连接。因此，短时间地将有比规范所 允许的电压显著更大的电压施加到低压子电网21上。在图6中所观察到的最不利情况下， 短期地在低压子电网21中将存在整个电池组40的电压。为了避免这些过电压，首先切断 当前传输电流的电池组单元41-1的双向开关54-i、54-j。在迄今传输电流的电池组单元 41-1的双向开关54-i、54-j不再传输电流之后，接通要接入的电池组单元41-n的双向开关 54-k、54-l。以这种方式避免在低压子电网21中出现不容许地高的电压。
[0067] 由于对低压子电网21的多重冗余供电，可以利用所介绍的架构构建一种系统，该 系统在低压子电网21中具有电能的非常高的可用性。
[0068] 图7示出双向开关54的两种可能的构造，其被称为第一类型的双向开关54-1和 第二类型的双向开关54-2。
[0069] 双向开关54的导通方向是通过具有I 12的电流方向来说明的。
[0070] 第一类型的双向开关54-1例如包括与二极管桥电路组合的IGBT、MOSFET 101或 双极晶体管。在图7中示出了具有其本征二极管102的MOSFET 101。二极管桥电路在此示 例性地包括四个二极管103、104、105、106,其中第一二极管103和第二二极管104相对于第 三二极管105和第四二极管106被并联。MOSFET 101-方面连接在第一二极管103与第 二二极管104之间并且另一方面连接在第三晶体管105与第四晶体管106之间。第一二极 管103和第二二极管104以及第三二极管105和第四二极管106反极性地或者反串联地布 线，使得没有电流只能流经二极管103、104、105、106，而与此同时不经过M0SFET101。经由 第三二极管105的电流流动在第一电流方向I 1上是不可能的，因为该二极管截止。同样， 在第二电流方向I2上经由第四二极管106的电流流动是不可能的，因为该二极管截止。如 果MOSFET 101被关断，则其本征二极管102阻断两个电流方向12上的电流流动。
[0071] 而如果MOSFET 101被操作，则两个方向L、12上的电流流动是可能的。第一电流 方向I1I的电流流动在接通的MOSFET 101的情况下经由第一二极管103和第四二极管106 进行。在第二电流方向12上，电流流动在接通的MOSFET 101的情况下经由第二二极管104 和第三二极管105进行。
[0072] 第二类型的双向开关54-2包括两个IGBT、MOSFET 101-1、101-2或双极晶体管的 反极性或反串联布线。在图7中，又示出了具有其本征二极管102-1、102-2的两个MOSFET 101- 1、101-2。如果MOSFET 101-1、101-2被关断，则由于反串联布线，各一个本征二极管 102- 1 或 102-2 截止。
[0073] 在接通的MOSFET 101的情况下，电流在第一电流方向^上经由未截止的本征二 极管102-1和被接通的MOSFET 101-2进行。在第二电流方向12上，电流流动经由未截止 的本征二极管102-2和被接通的MOSFET 101-1进行。
[0074] 第一和第二类型的双向开关54-U54-2的特征还在于在转换过程中几乎不明显 的延迟，也就是说，其允许非常短的转换持续时间。经由合适的控制电路，双向开关54的关 断与接通之间的时间延迟可以被非常精确地调整。
[0075] 本发明不限于此处所描述的实施例和其中强调的方面。更确切地说，在由权利要 求书说明的范围之内可以进行多种处于本领域技术人员的行动范围内的修改。
【主权项】
1. 一种用于机动车的车载电网（1)，其中所述车载电网（1)具有有至少一个低压耗电 器（29)的低压子电网（29)和有至少一个高压耗电器（25)、起动器一发电机（30)和电池 组（40)的高压子电网（20)，所述电池组被设立用于生成高电压并输出给所述高压子电网 (20)； 其中所述高压子电网（20)经由耦合单元（33)与所述低压子电网（21)连接，所述耦合 单元被设立用于从所述高压子电网（20 )提取能量并输送给所述低压子电网（21)并且此外 被设立用于从所述低压子电网（21)提取能量并输送给所述高压子电网（20 ); 其中所述电池组（40)具有至少两个有电压分接头（42)的电池组单元（41-1、 41-2、... 41-n)，所述电压分接头被引导到所述耦合单元（33)上，其中所述耦合单元（33) 被设立用于选择性地将所述电池组单元（41-1、41-2、. . . 41-n)接入所述低压子电网（21) 和从所述低压子电网断开。2. 根据权利要求1所述的车载电网（1)，其特征在于，所述电池组单元（41-1、 41-2、... 41-n)分别被设计用于提供低电压。3. 根据前述权利要求之一所述的车载电网（1)，其特征在于，所述耦合单元（33) 具有双向开关（54)，借助于所述双向开关能够选择性地将所述电池组单元（41-1、 41-2、... 41-n)接入所述低压子电网（21)和从所述低压子电网断开。4. 根据权利要求3所述的车载电网（1 )，其特征在于，所述双向开关（54 )被设立用于在 第一状态"通"下能够实现两个电流方向（I:、I2)上的电流流动并且在第二状态"断"下采 取两种极性的截止电压。5. 根据前述权利要求之一所述的车载电网（1)，其特征在于，所述电池组单元（41-1、 41-2、... 41-n)相对于所述高压子电网（20)被串联。6. 根据前述权利要求之一所述的车载电网（1)，其特征在于，所述低压子电网（21)具 有外部起动控制点（53)。7. -种具有内燃机和根据权利要求1至6之一所述的车载电网（1)的机动车。8. -种用于运行根据权利要求1至6之一所述的车载电网（1)的方法，其特征在于， 对所述低压子电网（21)的供电优选地从在给定时刻具有最高充电状态的那个电池组单元 (41 _1、41_2、? ? ? 41_n)进行。9. 根据权利要求8所述的方法，其中在当前为了给所述低压子电网（21)供电而被 接通的电池组单元（41-U41-2、. . . 41-n)具有比具有最高充电状态的电池组单元（41-1、 41-2----41-n)的充电状态至少小所定义的值的充电状态时，进行从一个电池组单元 (41-U41-2、. . . 41-n)到具有最高充电状态的电池组单元（41-U41-2、. . . 41-n)的切换过 程。10. 根据权利要求9所述的方法，其中确定所述低压子电网（21)的电流强度，并且仅当 所确定的电流强度处于所定义的阈值之下时才实施所述切换过程。11. 根据权利要求9或10所述的方法，其中在所述切换过程之前切断低压耗电器 (29)〇12. -种用于运行根据权利要求1至6之一所述的车载电网（1)的方法或者根据权利 要求8至11之一所述的方法，其中优选地在相继实施下列步骤的情况下进行被接入所述低 压子电网（21)的第一电池组单元（41-1、41-2、... 41-n)到要接入所述低压子电网（21)的 第二电池组单元（41-1、41-2、. . . 41-n)之间的转变： a) 从所述低压子电网（21)切断被接入的第一电池组单元（41-1、41-2、. . . 41-n); b) 将要接入的第二电池组单元（41-1、41-2、... 41-n)接入到所述低压子电网（21)。
【专利摘要】本发明涉及车载电网和用于运行车载电网的方法。一种用于机动车的车载电网具有至少一个低压耗电器的低压子电网以及有至少一个高压耗电器、起动器－发电机和电池组的高压子电网，所述电池组被设立用于生成高电压并输出给高压子电网，其中高压子电网经由耦合单元与低压子电网连接，所述耦合单元被设立用于从高压子电网提取能量并输送给低压子电网并且此外被设立用于从低压子电网提取能量并输送给高压子电网。在此规定，电池组具有至少两个有电压分接头的电池组单元，所述电压分接头被引导到耦合单元上，并且耦合单元被设立用于选择性地将电池组单元接入低压子电网和从低压子电网断开。
【IPC分类】B60R16/03
【公开号】CN105034991
【申请号】CN201510180651
【发明人】H.芬克
【申请人】罗伯特·博世有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年4月16日
【公告号】DE102014207390A1